science >> Wetenschap >  >> nanotechnologie

Colloïdosomen gemaakt van gouden nanodeeltjes bieden een sterke plasmonische koppeling

Als colloïdaal goud zichzelf assembleert in de vorm van grotere blaasjes, er kan een driedimensionale toestand worden bereikt die "zwart goud" wordt genoemd omdat het bijna het hele spectrum van zichtbaar licht absorbeert. Hoe deze nieuwe intense plasmonische toestand kan worden vastgesteld en wat de kenmerken en mogelijke medische toepassingen zijn, wordt onderzocht door Chinese wetenschappers en gerapporteerd in het tijdschrift Angewandte Chemie .

Metalen nanostructuren kunnen zichzelf assembleren tot superstructuren die intrigerende nieuwe spectroscopische en mechanische eigenschappen bieden. Plasmonische koppeling speelt daarbij een bijzondere rol. Bijvoorbeeld, er is gevonden dat plasmonische metalen nanodeeltjes helpen om het binnenkomende licht over het oppervlak van het Si-substraat te verspreiden op resonantiegolflengten, daardoor wordt het lichtabsorberend vermogen en daarmee de effectiviteit van zonnecellen vergroot. Anderzijds, plasmonische blaasjes zijn het veelbelovende theranostische platform voor biomedische toepassingen, een idee dat Yue Li en Cuncheng Li van de Chinese Academie van Wetenschappen inspireerde, Hefei, China, en de Universiteit van Jinan, China, evenals medewerkers om plasmonische colloïdosomen te bereiden die zijn samengesteld uit gouden nanosferen. Als de methode van keuze, de wetenschappers hebben een emulsie-template-benadering ontworpen op basis van monodisperse gouden nanosferen als bouwstenen, die zichzelf rangschikten in grote bolvormige blaasjes in een omgekeerd emulsiesysteem.

De resulterende plasmonische blaasjes waren micrometer-afmetingen en hadden een omhulsel bestaande uit hexagonaal dicht opeengepakte colloïdale nanosfeerdeeltjes in dubbellaag of, voor de zeer grote supersferen, meerlagige opstelling, die voor de verbeterde stabiliteit zorgde. "Een belangrijk voordeel van dit systeem is dat een dergelijke zelfassemblage de introductie van complexe stabilisatieprocessen om de nanodeeltjes aan elkaar te vergrendelen kan voorkomen", leggen de auteurs uit. De holle bollen vertoonden een intense plasmonische resonantie in hun driedimensionaal gepakte structuur en hadden een donkerzwart uiterlijk in vergelijking met de steenrode kleur van de originele gouden nanodeeltjes. Het "zwarte goud" werd dus gekenmerkt door een sterke breedbandabsorptie in het zichtbare licht en een zeer regelmatige vesikel-bovenbouw. in de geneeskunde, goudblaasjes worden intensief besproken als vehikels voor de medicijnafgifte aan tumorcellen, en, daarom, het zou kunnen worden overwogen om de specifieke licht-materie-interactie van dergelijke plasmonische blaasjesstructuren voor medisch gebruik te benutten, maar vele andere toepassingen zijn ook mogelijk, zoals de auteurs voorstellen:"De gepresenteerde strategie zal een weg banen om edelmetaalsuperstructuren voor biosensoren te bereiken, medicijnafgifte, fotothermische therapie, optische microholte, en microreactieplatforms." Dit zal de flexibiliteit en veelzijdigheid van de nanostructuren van edelmetaal bewijzen.